package net.letcode.core.utils.security.rsa;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.security.Key;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.Signature;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;

import javax.crypto.Cipher;

import net.letcode.core.utils.common.StringUtils;

/**
 * RSA加密与解密工具类
 * @author ZDF
 * @date 2015年12月19日
 *
 */
public class RSA {
	
	/** 加密算法RSA */
	public static final String KEY_ALGORITHM = "RSA";
	
	/** 密钥位数 */
	public static int KEY_SIZE = 1024;

	/** 签名算法：SHA1 */
	public static final String SIGNATURE_ALGORITHM_SHA1 = "SHA1WithRSA";
	
	/** 签名算法：MD5 */
	public static final String SIGNATURE_ALGORITHM_MD5 = "MD5WithRSA";
	
	/** 签名算法：SHA1 */
	public static final String DEFAULT_SIGNATURE_ALGORITHM = SIGNATURE_ALGORITHM_SHA1;

	/** RSA最大加密明文大小 */
	private static final int MAX_ENCRYPT_BLOCK = 117;

	/** RSA最大解密密文大小 */
	private static final int MAX_DECRYPT_BLOCK = 128;

	/** 字符集 */
	public static final String CHAR_SET = "UTF-8";

	/**
	 * 生成密钥对
	 * @return
	 */
	public static RsaKey getRsaKey() {
		RsaKey keyMap = null;
			
		try {
			KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);
			keyPairGen.initialize(KEY_SIZE);
			KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
			RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
			RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
			keyMap = new RsaKey(publicKey, privateKey);
		} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
			e.printStackTrace();
		}

		return keyMap;
	}
	
	/**
	 * 快捷公钥加密
	 * @param message
	 * 			待加密的字符串（UTF-8编码）
	 * @param publicKey
	 * 			公钥（Base64编码）
	 * @return
	 * 			密文（Base64编码）
	 */
	public static String encryptByPublicKey(String message, String publicKey) {
		byte[] result = encryptByPublicKey(StringUtils.getBytesUtf8(message), StringUtils.getBytesBase64(publicKey));
		return StringUtils.getStringBase64(result);
	}

	/**
	 * 公钥加密
	 * 
	 * @author ZDF
	 * @date 2015年3月19日
	 * @param data
	 *			待加密的字节数组
	 * @param publicKey
	 *			公钥
	 * @return
	 * 			加密消息的字节数组
	 */
	public static byte[] encryptByPublicKey(byte[] data, byte[] publicKey) {
		byte[] encryptData = null;

		try {
			X509EncodedKeySpec x509KeySpec = new X509EncodedKeySpec(publicKey);
			KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
			Key publicK = keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);
			// 对消息加密
			Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
			cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicK);
			int inputLen = data.length;
			ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
			int offSet = 0;
			byte[] cache;
			int i = 0;
			// 对消息分段加密
			while (inputLen - offSet > 0) {
				if (inputLen - offSet > MAX_ENCRYPT_BLOCK) {
					cache = cipher.doFinal(data, offSet, MAX_ENCRYPT_BLOCK);
				} else {
					cache = cipher.doFinal(data, offSet, inputLen - offSet);
				}
				out.write(cache, 0, cache.length);
				i++;
				offSet = i * MAX_ENCRYPT_BLOCK;
			}
			encryptData = out.toByteArray();
			out.close();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}

		return encryptData;
	}
	
	/**
	 * 公钥快捷解密
	 * @param message
	 * 			待解密的字符串（Base64编码）
	 * @param publicKey
	 * 			公钥（Base64编码）
	 * @return
	 * 			明文（UTF-8编码）
	 */
	public static String decryptByPublicKey(String message, String publicKey) {
		byte[] result = decryptByPublicKey(StringUtils.getBytesBase64(message), StringUtils.getBytesBase64(publicKey));
		return StringUtils.getStringUtf8(result);
	}

	/**
	 * 公钥解密
	 * 
	 * @author ZDF
	 * @date 2015年3月19日
	 * @param encryptData
	 *			待解密消息的字节数组
	 * @param publicKey
	 *			公钥
	 * @return
	 *			明文
	 */
	public static byte[] decryptByPublicKey(byte[] encryptData, byte[] publicKey) {
		byte[] decryptedData = null;

		try {
			X509EncodedKeySpec x509KeySpec = new X509EncodedKeySpec(publicKey);
			KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
			Key publicK = keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);
			Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
			cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicK);
			int inputLen = encryptData.length;
			ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
			int offSet = 0;
			byte[] cache;
			int i = 0;
			// 对消息分段解密
			while (inputLen - offSet > 0) {
				if (inputLen - offSet > MAX_DECRYPT_BLOCK) {
					cache = cipher.doFinal(encryptData, offSet, MAX_DECRYPT_BLOCK);
				} else {
					cache = cipher.doFinal(encryptData, offSet, inputLen - offSet);
				}
				out.write(cache, 0, cache.length);
				i++;
				offSet = i * MAX_DECRYPT_BLOCK;
			}
			decryptedData = out.toByteArray();
			out.close();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}

		return decryptedData;
	}
	
	/**
	 * 快捷私钥加密数据
	 * @param message
	 * 			待加密的字符串（UTF-8编码）
	 * @param privateKey
	 * 			私钥（Base64编码）
	 * @return
	 * 			密文（Base64编码）
	 */
	public static String encryptByPrivateKey(String message, String privateKey) {
		byte[] result = encryptByPrivateKey(StringUtils.getBytesUtf8(message), StringUtils.getBytesBase64(privateKey));
		return StringUtils.getStringBase64(result);
	}
	
	/**
	 * 私钥加密
	 * 
	 * @author ZDF
	 * @date 2015年3月19日
	 * @param data
	 *			待加密的字节数组
	 * @param privateKey
	 *			私钥
	 * @return
	 * 			加密消息的字节数组
	 */
	public static byte[] encryptByPrivateKey(byte[] data, byte[] privateKey) {
		byte[] encryptData = null;

		try {
			PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateKey);
			KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
			Key privateK = keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
			Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
			cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateK);
			int inputLen = data.length;
			ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
			int offSet = 0;
			byte[] cache;
			int i = 0;
			// 对消息分段加密
			while (inputLen - offSet > 0) {
				if (inputLen - offSet > MAX_ENCRYPT_BLOCK) {
					cache = cipher.doFinal(data, offSet, MAX_ENCRYPT_BLOCK);
				} else {
					cache = cipher.doFinal(data, offSet, inputLen - offSet);
				}
				out.write(cache, 0, cache.length);
				i++;
				offSet = i * MAX_ENCRYPT_BLOCK;
			}
			encryptData = out.toByteArray();
			out.close();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}

		return encryptData;
	}

	/**
	 * 快捷的私钥解密
	 * @param message
	 * 			待解密的字符串（Base64编码）
	 * @param privateKey
	 * 			私钥（Base64编码）
	 * @return
	 * 			明文（UTF-8编码）
	 */
	public static String decryptByPrivateKey(String messgae, String privateKey) {
		byte[] result = decryptByPrivateKey(StringUtils.getBytesBase64(messgae), StringUtils.getBytesBase64(privateKey));
		return StringUtils.getStringUtf8(result);
	}
	
	/**
	 * 私钥解密
	 * 
	 * @author ZDF
	 * @date 2015年3月19日
	 * @param encryptData
	 *			待解密消息的字节数组
	 * @param privateKey
	 * 			私钥
	 * @return
	 * 			明文消息
	 */
	public static byte[] decryptByPrivateKey(byte[] encryptData, byte[] privateKey) {
		byte[] decryptedData = null;

		try {
			PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateKey);
			KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
			Key privateK = keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
			Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
			cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateK);
			int inputLen = encryptData.length;
			ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
			int offSet = 0;
			byte[] cache;
			int i = 0;
			// 对消息分段解密
			while (inputLen - offSet > 0) {
				if (inputLen - offSet > MAX_DECRYPT_BLOCK) {
					cache = cipher.doFinal(encryptData, offSet, MAX_DECRYPT_BLOCK);
				} else {
					cache = cipher.doFinal(encryptData, offSet, inputLen - offSet);
				}
				out.write(cache, 0, cache.length);
				i++;
				offSet = i * MAX_DECRYPT_BLOCK;
			}
			decryptedData = out.toByteArray();
			out.close();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}

		return decryptedData;
	}
	
	/**
	 * 快捷用私钥对信息生成数字签名
	 * @param message
	 * 			待签名的字符串（UTF-8编码）
	 * @param privateKey
	 * 			私钥（Base64编码）
	 * @return
	 * 			签名（Base64编码）
	 */
	public static String signByPrivateKey(String message, String privateKey){
		return signByPrivateKey(message, privateKey, DEFAULT_SIGNATURE_ALGORITHM);
	}
	
	/**
	 * 快捷用私钥对信息生成数字签名
	 * @param message
	 * 			待签名的字符串（UTF-8编码）
	 * @param privateKey
	 * 			私钥（Base64编码）
	 * @param algorithm
	 * 			签名算法
	 * @return
	 * 			签名（Base64编码）
	 */
	public static String signByPrivateKey(String message, String privateKey, String algorithm){
		byte[] result = signByPrivateKey(StringUtils.getBytesUtf8(message), StringUtils.getBytesBase64(privateKey), algorithm);
		return StringUtils.getStringBase64(result);
	}

	/**
	 * 用私钥对信息生成数字签名（默认使用SHA1WithRSA算法）
	 * 
	 * @author ZDF
	 * @date 2015年3月19日
	 * @param message
	 *            待签名消息的字节数组
	 * @param privateKey
	 *            私钥
	 * @return 签名的字节数组
	 */
	public static byte[] signByPrivateKey(byte[] message, byte[] privateKey) {
		return signByPrivateKey(message, privateKey, DEFAULT_SIGNATURE_ALGORITHM);
	}
	
	/**
	 * 用私钥对信息生成数字签名
	 * 
	 * @author ZDF
	 * @date 2015年3月19日
	 * @param message
	 *            待签名消息的字节数组
	 * @param privateKey
	 *            私钥
	 * @param algorithm
	 * 				签名算法
	 * @return 签名的字节数组
	 */
	public static byte[] signByPrivateKey(byte[] message, byte[] privateKey, String algorithm) {
		byte[] sign = null;

		try {
			PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateKey);
			KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
			PrivateKey privateK = keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
			Signature signature = Signature.getInstance(algorithm);
			signature.initSign(privateK);
			signature.update(message);
			sign = signature.sign();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}

		return sign;
	}
	
	/**
	 * 校验数字签名
	 * @param message
	 * 			待校验的字符串（UTF-8编码）
	 * @param publicKey
	 * 			公钥（Base64编码）
	 * @param sign
	 * 			签名（Base64编码）
	 * @return
	 */
	public static Boolean verifyByPublicKey(String message, String publicKey, String sign) {
		return verifyByPublicKey(message, publicKey, sign, DEFAULT_SIGNATURE_ALGORITHM);
	}
	
	/**
	 * 
	 * @param message
	 * @param publicKey
	 * @param sign
	 * @param algorithm
	 * @return
	 */
	/**
	 * 校验数字签名
	 * @param message
	 * 			待校验的字符串（UTF-8编码）
	 * @param publicKey
	 * 			公钥（Base64编码）
	 * @param algorithm
	 * 			签名算法
	 * @param sign
	 * 			签名（Base64编码）
	 * @return
	 */
	public static Boolean verifyByPublicKey(String message, String publicKey, String sign, String algorithm) {
		byte[] messageData = StringUtils.getBytesUtf8(message);
		byte[] keyData = StringUtils.getBytesBase64(publicKey);
		byte[] signData = StringUtils.getBytesBase64(sign);
		return RSA.verifyByPublicKey(messageData, keyData, signData, algorithm);
	}
	
	/**
	 * 校验数字签名（默认使用SHA1WithRSA算法）
	 * 
	 * @author ZDF
	 * @date 2015年3月19日
	 * @param message
	 *            待校验消息的字节数组
	 * @param publicKey
	 *            公钥
	 * @param sign
	 *            数字签名的字节数组
	 * @return 是否成功
	 */
	public static Boolean verifyByPublicKey(byte[] message, byte[] publicKey, byte[] sign) {
		return verifyByPublicKey(message, publicKey, sign, DEFAULT_SIGNATURE_ALGORITHM);
	}

	/**
	 * 校验数字签名
	 * 
	 * @author ZDF
	 * @date 2015年3月19日
	 * @param message
	 *            待校验消息的字节数组
	 * @param publicKey
	 *            公钥
	 * @param sign
	 *            数字签名的字节数组
	 * @param algorithm
	 *            签名算法
	 * @return 是否成功
	 */
	public static Boolean verifyByPublicKey(byte[] message, byte[] publicKey, byte[] sign, String algorithm) {
		Boolean pass = false;

		try {
			X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(publicKey);
			KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
			PublicKey publicK = keyFactory.generatePublic(keySpec);
			Signature signature = Signature.getInstance(algorithm);
			signature.initVerify(publicK);
			signature.update(message);
			pass = signature.verify(sign);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}

		return pass;
	}
}
